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11 \chapter{File e directory}
12 \label{cha:files_and_dirs}
14 In questo capitolo tratteremo in dettaglio le modalità con cui si gestiscono
15 file e directory, iniziando dalle funzioni di libreria che si usano per
16 copiarli, spostarli e cambiarne i nomi. Esamineremo poi l'interfaccia che
17 permette la manipolazione dei vari attributi di file e directory ed alla fine
18 faremo una trattazione dettagliata su come è strutturato il sistema base di
19 protezioni e controllo dell'accesso ai file e sulle funzioni che ne permettono
20 la gestione. Tutto quello che riguarda invece la manipolazione del contenuto
21 dei file è lasciato ai capitoli successivi.
25 \section{La gestione di file e directory}
28 Come già accennato in \secref{sec:file_filesystem} in un sistema unix-like la
29 gestione dei file ha delle caratteristiche specifiche che derivano
30 direttamente dall'architettura del sistema.
32 In questa sezione esamineremo le funzioni usate per la manipolazione di file e
33 directory, per la creazione di link simbolici e diretti, per la gestione e la
34 lettura delle directory.
36 In particolare ci soffermeremo sulle conseguenze che derivano
37 dall'architettura dei filesystem illustrata nel capitolo precedente per quanto
38 riguarda il comportamento delle varie funzioni.
41 \subsection{Le funzioni \func{link} e \func{unlink}}
44 Una caratteristica comune a diversi sistemi operativi è quella di poter creare
45 dei nomi fittizi (come gli alias del MacOS o i collegamenti di Windows o i
46 nomi logici del VMS) che permettono di fare riferimento allo stesso file
47 chiamandolo con nomi diversi o accedendovi da directory diverse.
49 Questo è possibile anche in ambiente Unix, dove tali collegamenti sono
50 usualmente chiamati \textit{link}; ma data l'architettura del sistema riguardo
51 la gestione dei file (ed in particolare quanto trattato in
52 \secref{sec:file_arch_func}) ci sono due metodi sostanzialmente diversi per
53 fare questa operazione.
55 Come spiegato in \secref{sec:file_filesystem} l'accesso al contenuto di un
56 file su disco avviene passando attraverso il suo inode\index{inode}, che è la
57 struttura usata dal kernel che lo identifica univocamente all'interno di un
58 singolo filesystem. Il nome del file che si trova nella voce di una directory
59 è solo un'etichetta, mantenuta all'interno della directory, che viene
60 associata ad un puntatore che fa riferimento al suddetto inode.
62 Questo significa che, fintanto che si resta sullo stesso filesystem, la
63 realizzazione di un link è immediata, ed uno stesso file può avere tanti nomi
64 diversi, dati da altrettante diverse associazioni allo stesso
65 inode\index{inode} di etichette diverse in directory diverse. Si noti anche
66 che nessuno di questi nomi viene ad assumere una particolare preferenza o
67 originalità rispetto agli altri, in quanto tutti fanno comunque riferimento
68 allo stesso inode\index{inode}.
70 Per aggiungere ad una directory una voce che faccia riferimento ad un
71 inode\index{inode} già esistente si utilizza la funzione \func{link}; si suole
72 chiamare questo tipo di associazione un collegamento diretto (o \textit{hard
73 link}). Il prototipo della funzione è:
74 \begin{prototype}{unistd.h}
75 {int link(const char *oldpath, const char *newpath)}
76 Crea un nuovo collegamento diretto.
78 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
79 errore nel qual caso \var{errno} viene impostata ai valori:
81 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
83 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{oldpath} e
84 \param{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
85 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) con quel nome esiste di
87 \item[\errcode{EMLINK}] ci sono troppi link al file \param{oldpath} (il
88 numero massimo è specificato dalla variabile \const{LINK\_MAX}, vedi
89 \secref{sec:sys_limits}).
91 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOTDIR},
92 \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
93 \errval{ENOSPC}, \errval{EIO}.}
96 La funzione crea sul pathname \param{newpath} un collegamento diretto al file
97 indicato da \param{oldpath}. Per quanto detto la creazione di un nuovo
98 collegamento diretto non copia il contenuto del file, ma si limita a creare
99 una voce nella directory specificata da \param{newpath} e ad aumentare di uno
100 il numero di riferimenti al file (riportato nel campo \var{st\_nlink} della
101 struttura \struct{stat}, vedi \secref{sec:file_stat}) aggiungendo il nuovo
102 nome ai precedenti. Si noti che uno stesso file può essere così chiamato con
103 vari nomi in diverse directory.
105 Per quanto dicevamo in \secref{sec:file_filesystem} la creazione di un
106 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i pathname sono nello stesso
107 filesystem; inoltre il filesystem deve supportare i collegamenti diretti (il
108 meccanismo non è disponibile ad esempio con il filesystem \acr{vfat} di
111 La funzione inoltre opera sia sui file ordinari che sugli altri oggetti del
112 filesystem, con l'eccezione delle directory. In alcune versioni di Unix solo
113 l'amministratore è in grado di creare un collegamento diretto ad un'altra
114 directory: questo viene fatto perché con una tale operazione è possibile
115 creare dei \textit{loop} nel filesystem (vedi l'esempio mostrato in
116 \secref{sec:file_symlink}, dove riprenderemo il discorso) che molti programmi
117 non sono in grado di gestire e la cui rimozione diventerebbe estremamente
118 complicata (in genere per questo tipo di errori occorre far girare il
119 programma \cmd{fsck} per riparare il filesystem).
121 Data la pericolosità di questa operazione e la disponibilità dei link
122 simbolici che possono fornire la stessa funzionalità senza questi problemi,
123 nei filesystem usati in Linux questa caratteristica è stata completamente
124 disabilitata, e al tentativo di creare un link diretto ad una directory la
125 funzione restituisce l'errore \errcode{EPERM}.
127 La rimozione di un file (o più precisamente della voce che lo referenzia
128 all'interno di una directory) si effettua con la funzione \funcd{unlink}; il
129 suo prototipo è il seguente:
130 \begin{prototype}{unistd.h}{int unlink(const char *pathname)}
134 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
135 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
136 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
138 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} si riferisce ad una directory.
140 \item[\errcode{EROFS}] \param{pathname} è su un filesystem montato in sola
142 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} fa riferimento a una directory.
144 ed inoltre: \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOENT},
145 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
149 \footnotetext{questo è un valore specifico ritornato da Linux che non consente
150 l'uso di \func{unlink} con le directory (vedi \secref{sec:file_remove}). Non
151 è conforme allo standard POSIX, che prescrive invece l'uso di
152 \errcode{EPERM} in caso l'operazione non sia consentita o il processo non
153 abbia privilegi sufficienti.}
155 La funzione cancella il nome specificato da \param{pathname} nella relativa
156 directory e decrementa il numero di riferimenti nel relativo
157 inode\index{inode}. Nel caso di link simbolico cancella il link simbolico; nel
158 caso di socket\index{socket}, fifo o file di dispositivo\index{file!di
159 dispositivo} rimuove il nome, ma come per i file i processi che hanno aperto
160 uno di questi oggetti possono continuare ad utilizzarlo.
162 Per cancellare una voce in una directory è necessario avere il permesso di
163 scrittura su di essa, dato che si va a rimuovere una voce dal suo contenuto, e
164 il diritto di esecuzione sulla directory che la contiene (affronteremo in
165 dettaglio l'argomento dei permessi di file e directory in
166 \secref{sec:file_access_control}). Se inoltre lo \textit{sticky} bit (vedi
167 \secref{sec:file_sticky}) è impostato occorrerà anche essere proprietari del
168 file o proprietari della directory (o root, per cui nessuna delle restrizioni
171 Una delle caratteristiche di queste funzioni è che la creazione/rimozione del
172 nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di riferimenti
173 nell'inode\index{inode} devono essere effettuati in maniera atomica (si veda
174 \secref{sec:proc_atom_oper}) senza possibili interruzioni fra le due
175 operazioni. Per questo entrambe queste funzioni sono realizzate tramite una
178 Si ricordi infine che un file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti
179 i riferimenti ad esso sono stati cancellati: solo quando il \textit{link
180 count} mantenuto nell'inode\index{inode} diventa zero lo spazio occupato su
181 disco viene rimosso (si ricordi comunque che a questo si aggiunge sempre
182 un'ulteriore condizione,\footnote{come vedremo in
183 \secref{cha:file_unix_interface} il kernel mantiene anche una tabella dei
184 file aperti nei vari processi, che a sua volta contiene i riferimenti agli
185 inode ad essi relativi. Prima di procedere alla cancellazione dello spazio
186 occupato su disco dal contenuto di un file il kernel controlla anche questa
187 tabella, per verificare che anche in essa non ci sia più nessun riferimento
188 all'inode in questione.} e cioè che non ci siano processi che abbiano il
189 suddetto file aperto).
191 Questa proprietà viene spesso usata per essere sicuri di non lasciare file
192 temporanei su disco in caso di crash dei programmi; la tecnica è quella di
193 aprire il file e chiamare \func{unlink} subito dopo, in questo modo il
194 contenuto del file è sempre disponibile all'interno del processo attraverso il
195 suo file descriptor (vedi \secref{sec:file_fd}) fintanto che il processo non
196 chiude il file, ma non ne resta traccia in nessuna directory, e lo spazio
197 occupato su disco viene immediatamente rilasciato alla conclusione del
198 processo (quando tutti i file vengono chiusi).
201 \subsection{Le funzioni \func{remove} e \func{rename}}
202 \label{sec:file_remove}
204 Al contrario di quanto avviene con altri Unix, in Linux non è possibile usare
205 \func{unlink} sulle directory; per cancellare una directory si può usare la
206 funzione \func{rmdir} (vedi \secref{sec:file_dir_creat_rem}), oppure la
207 funzione \funcd{remove}.
209 Questa è la funzione prevista dallo standard ANSI C per cancellare un file o
210 una directory (e funziona anche per i sistemi che non supportano i link
211 diretti). Per i file è identica a \func{unlink} e per le directory è identica
212 a \func{rmdir}; il suo prototipo è:
213 \begin{prototype}{stdio.h}{int remove(const char *pathname)}
214 Cancella un nome dal filesystem.
216 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
217 errore, nel qual caso il file non viene toccato.
219 I codici di errore riportati in \var{errno} sono quelli della chiamata
220 utilizzata, pertanto si può fare riferimento a quanto illustrato nelle
221 descrizioni di \func{unlink} e \func{rmdir}.}
224 La funzione utilizza la funzione \func{unlink}\footnote{questo vale usando le
225 \acr{glibc}; nelle libc4 e nelle libc5 la funzione \func{remove} è un
226 semplice alias alla funzione \func{unlink} e quindi non può essere usata per
227 le directory.} per cancellare i file e la funzione \func{rmdir} per
228 cancellare le directory; si tenga presente che per alcune implementazioni del
229 protocollo NFS utilizzare questa funzione può comportare la scomparsa di file
232 Per cambiare nome ad un file o a una directory (che devono comunque essere
233 nello stesso filesystem) si usa invece la funzione \funcd{rename},\footnote{la
234 funzione è definita dallo standard ANSI C, ma si applica solo per i file, lo
235 standard POSIX estende la funzione anche alle directory.} il cui prototipo
237 \begin{prototype}{stdio.h}
238 {int rename(const char *oldpath, const char *newpath)}
242 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
243 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
244 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
246 \item[\errcode{EISDIR}] \param{newpath} è una directory mentre
247 \param{oldpath} non è una directory.
248 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
250 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] \param{newpath} è una directory già esistente e
252 \item[\errcode{EBUSY}] o \param{oldpath} o \param{newpath} sono in uso da
253 parte di qualche processo (come directory di lavoro o come radice) o del
254 sistema (come mount point).
255 \item[\errcode{EINVAL}] \param{newpath} contiene un prefisso di
256 \param{oldpath} o più in generale si è cercato di creare una directory come
257 sottodirectory di se stessa.
258 \item[\errcode{ENOTDIR}] Uno dei componenti dei pathname non è una directory
259 o \param{oldpath} è una directory e \param{newpath} esiste e non è una
262 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EPERM}, \errval{EMLINK},
263 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP} e
267 La funzione rinomina il file \param{oldpath} in \param{newpath}, eseguendo se
268 necessario lo spostamento di un file fra directory diverse. Eventuali altri
269 link diretti allo stesso file non vengono influenzati.
271 Il comportamento della funzione è diverso a seconda che si voglia rinominare
272 un file o una directory; se ci riferisce a un file allora \param{newpath}, se
273 esiste, non deve essere una directory (altrimenti si ha l'errore
274 \errcode{EISDIR}). Nel caso \param{newpath} indichi un file esistente questo
275 viene cancellato e rimpiazzato (atomicamente).
277 Se \param{oldpath} è una directory allora \param{newpath}, se esiste, deve
278 essere una directory vuota, altrimenti si avranno gli errori \errcode{ENOTDIR}
279 (se non è una directory) o \errcode{ENOTEMPTY} (se non è vuota). Chiaramente
280 \param{newpath} non può contenere \param{oldpath} altrimenti si avrà un errore
283 Se \param{oldpath} si riferisce a un link simbolico questo sarà rinominato; se
284 \param{newpath} è un link simbolico verrà cancellato come qualunque altro
285 file. Infine qualora \param{oldpath} e \param{newpath} siano due nomi dello
286 stesso file lo standard POSIX prevede che la funzione non dia errore, e non
287 faccia nulla, lasciando entrambi i nomi; Linux segue questo standard, anche
288 se, come fatto notare dal manuale delle \textit{glibc}, il comportamento più
289 ragionevole sarebbe quello di cancellare \param{oldpath}.
291 Il vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
292 \func{link} e \func{unlink} è che l'operazione è eseguita atomicamente, non
293 può esistere cioè nessun istante in cui un altro processo può trovare attivi
294 entrambi i nomi dello stesso file, o, in caso di sostituzione di un file
295 esistente, non trovare quest'ultimo prima che la sostituzione sia stata
298 In ogni caso se \param{newpath} esiste e l'operazione fallisce per un qualche
299 motivo (come un crash del kernel), \func{rename} garantisce di lasciare
300 presente un'istanza di \param{newpath}. Tuttavia nella sovrascrittura potrà
301 esistere una finestra in cui sia \param{oldpath} che \param{newpath} fanno
302 riferimento allo stesso file.
305 \subsection{I link simbolici}
306 \label{sec:file_symlink}
308 Come abbiamo visto in \secref{sec:file_link} la funzione \func{link} crea
309 riferimenti agli inode\index{inode}, pertanto può funzionare soltanto per file
310 che risiedono sullo stesso filesystem e solo per un filesystem di tipo Unix.
311 Inoltre abbiamo visto che in Linux non è consentito eseguire un link diretto
314 Per ovviare a queste limitazioni i sistemi Unix supportano un'altra forma di
315 link (i cosiddetti \textit{soft link} o \textit{symbolic link}), che sono,
316 come avviene in altri sistemi operativi, dei file speciali che contengono
317 semplicemente il riferimento ad un altro file (o directory). In questo modo è
318 possibile effettuare link anche attraverso filesystem diversi, a file posti in
319 filesystem che non supportano i link diretti, a delle directory, ed anche a
320 file che non esistono ancora.
322 Il sistema funziona in quanto i link simbolici sono contrassegnati come tali
323 al kernel (analogamente a quanto avviene per le directory) per cui per alcune
324 funzioni di libreria (come \func{open} o \func{stat}) dare come parametro un
325 link simbolico comporta l'applicazione della funzione al file da esso
326 specificato. La funzione che permette di creare un nuovo link simbolico è
327 \funcd{symlink}; il suo prototipo è:
328 \begin{prototype}{unistd.h}
329 {int symlink(const char *oldpath, const char *newpath)}
330 Crea un nuovo link simbolico di nome \param{newpath} il cui contenuto è
333 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
334 errore, nel qual caso la variabile \var{errno} assumerà i valori:
336 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{newpath} non
337 supporta i link simbolici.
338 \item[\errcode{ENOENT}] una componente di \param{newpath} non esiste o
339 \param{oldpath} è una stringa vuota.
340 \item[\errcode{EEXIST}] esiste già un file \param{newpath}.
341 \item[\errcode{EROFS}] \param{newpath} è su un filesystem montato in sola
344 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
345 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{ENOSPC} e
349 Si tenga presente che la funzione non effettua nessun controllo sull'esistenza
350 di un file di nome \param{oldpath}, ma si limita ad inserire quella stringa
351 nel link simbolico. Pertanto un link simbolico può anche riferirsi ad un file
352 che non esiste: in questo caso si ha quello che viene chiamato un
353 \textit{dangling link}, letteralmente un \textsl{link ciondolante}.
355 Come accennato i link simbolici sono risolti automaticamente dal kernel
356 all'invocazione delle varie system call; in \tabref{tab:file_symb_effect} si è
357 riportato un elenco dei comportamenti delle varie funzioni di libreria che
358 operano sui file nei confronti della risoluzione dei link simbolici,
359 specificando quali seguono il link simbolico e quali invece possono operare
360 direttamente sul suo contenuto.
364 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
366 \textbf{Funzione} & \textbf{Segue il link} & \textbf{Non segue il link} \\
369 \func{access} & $\bullet$ & \\
370 \func{chdir} & $\bullet$ & \\
371 \func{chmod} & $\bullet$ & \\
372 \func{chown} & & $\bullet$ \\
373 \func{creat} & $\bullet$ & \\
374 \func{exec} & $\bullet$ & \\
375 \func{lchown} & $\bullet$ & $\bullet$ \\
377 \func{lstat} & & $\bullet$ \\
378 \func{mkdir} & $\bullet$ & \\
379 \func{mkfifo} & $\bullet$ & \\
380 \func{mknod} & $\bullet$ & \\
381 \func{open} & $\bullet$ & \\
382 \func{opendir} & $\bullet$ & \\
383 \func{pathconf} & $\bullet$ & \\
384 \func{readlink} & & $\bullet$ \\
385 \func{remove} & & $\bullet$ \\
386 \func{rename} & & $\bullet$ \\
387 \func{stat} & $\bullet$ & \\
388 \func{truncate} & $\bullet$ & \\
389 \func{unlink} & & $\bullet$ \\
392 \caption{Uso dei link simbolici da parte di alcune funzioni.}
393 \label{tab:file_symb_effect}
396 Si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
397 con i file descriptor, in quanto la risoluzione del link simbolico viene in
398 genere effettuata dalla funzione che restituisce il file descriptor
399 (normalmente la \func{open}) e tutte le operazioni seguenti fanno riferimento
402 Dato che, come indicato in \tabref{tab:file_symb_effect}, funzioni come la
403 \func{open} seguono i link simbolici, occorrono funzioni apposite per accedere
404 alle informazioni del link invece che a quelle del file a cui esso fa
405 riferimento. Quando si vuole leggere il contenuto di un link simbolico si usa
406 la funzione \funcd{readlink}, il cui prototipo è:
407 \begin{prototype}{unistd.h}
408 {int readlink(const char *path, char *buff, size\_t size)}
409 Legge il contenuto del link simbolico indicato da \param{path} nel buffer
410 \param{buff} di dimensione \param{size}.
412 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di caratteri letti dentro
413 \param{buff} o -1 per un errore, nel qual caso la variabile
414 \var{errno} assumerà i valori:
416 \item[\errcode{EINVAL}] \param{path} non è un link simbolico o \param{size}
419 ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
420 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT} e
424 La funzione apre il link simbolico, ne legge il contenuto, lo scrive nel
425 buffer, e lo richiude. Si tenga presente che la funzione non termina la
426 stringa con un carattere nullo e la tronca alla dimensione specificata da
427 \param{size} per evitare di sovrascrivere oltre le dimensioni del buffer.
432 \includegraphics[width=9cm]{img/link_loop}
433 \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un link simbolico.}
434 \label{fig:file_link_loop}
437 Un caso comune che si può avere con i link simbolici è la creazione dei
438 cosiddetti \textit{loop}. La situazione è illustrata in
439 \figref{fig:file_link_loop}, che riporta la struttura della directory
440 \file{/boot}. Come si vede si è creato al suo interno un link simbolico che
441 punta di nuovo a \file{/boot}.\footnote{Questo tipo di loop è stato effettuato
442 per poter permettere a \cmd{grub} (un bootloader in grado di leggere
443 direttamente da vari filesystem il file da lanciare come sistema operativo)
444 di vedere i file in questa directory con lo stesso path con cui verrebbero
445 visti dal sistema operativo, anche se essi si trovano, come è solito, su una
446 partizione separata (e che \cmd{grub} vedrebbe come radice).}
448 Questo può causare problemi per tutti quei programmi che effettuano la
449 scansione di una directory senza tener conto dei link simbolici, ad esempio se
450 lanciassimo un comando del tipo \code{grep -r linux *}, il loop nella
451 directory porterebbe il comando ad esaminare \file{/boot}, \file{/boot/boot},
452 \file{/boot/boot/boot} e così via.
454 Per questo motivo il kernel e le librerie prevedono che nella risoluzione di
455 un pathname possano essere seguiti un numero limitato di link simbolici, il
456 cui valore limite è specificato dalla costante \const{MAXSYMLINKS}. Qualora
457 questo limite venga superato viene generato un errore ed \var{errno} viene
458 impostata al valore \errcode{ELOOP}.
460 Un punto da tenere sempre presente è che, come abbiamo accennato, un link
461 simbolico può fare riferimento anche ad un file che non esiste; ad esempio
462 possiamo creare un file temporaneo nella nostra directory con un link del
465 $ ln -s /tmp/tmp_file temporaneo
467 anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste. Questo può generare confusione, in
468 quanto aprendo in scrittura \file{temporaneo} verrà creato
469 \file{/tmp/tmp\_file} e scritto; ma accedendo in sola lettura a
470 \file{temporaneo}, ad esempio con \cmd{cat}, otterremmo:
473 cat: temporaneo: No such file or directory
475 con un errore che può sembrare sbagliato, dato che un'ispezione con \cmd{ls}
476 ci mostrerebbe invece l'esistenza di \file{temporaneo}.
479 \subsection{La creazione e la cancellazione delle directory}
480 \label{sec:file_dir_creat_rem}
482 Benché in sostanza le directory non siano altro che dei file contenenti
483 elenchi di nomi ed inode, non è possibile trattarle come file ordinari e
484 devono essere create direttamente dal kernel attraverso una opportuna system
485 call.\footnote{questo permette anche, attraverso l'uso del VFS, l'utilizzo di
486 diversi formati per la gestione dei suddetti elenchi.} La funzione usata
487 per creare una directory è \funcd{mkdir}, ed il suo prototipo è:
489 \headdecl{sys/stat.h}
490 \headdecl{sys/types.h}
491 \funcdecl{int mkdir(const char *dirname, mode\_t mode)}
493 Crea una nuova directory.
495 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
496 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
498 \item[\errcode{EEXIST}] Un file (o una directory) con quel nome esiste di
500 \item[\errcode{EACCES}]
501 Non c'è il permesso di scrittura per la directory in cui si vuole inserire
503 \item[\errcode{EMLINK}] La directory in cui si vuole creare la nuova
504 directory contiene troppi file. Sotto Linux questo normalmente non avviene
505 perché il filesystem standard consente la creazione di un numero di file
506 maggiore di quelli che possono essere contenuti nel disco, ma potendo
507 avere a che fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può
509 \item[\errcode{ENOSPC}] Non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
510 la nuova directory o si è esaurita la quota disco dell'utente.
512 ed inoltre anche \errval{EPERM}, \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG},
513 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
517 La funzione crea una nuova directory vuota, che contiene cioè solo le due voci
518 standard \file{.} e \file{..}, con il nome indicato dall'argomento
519 \param{dirname}. Il nome può essere indicato sia come pathname assoluto che
522 I permessi di accesso alla directory (vedi \secref{sec:file_access_control})
523 sono specificati da \param{mode}, i cui possibili valori sono riportati in
524 \tabref{tab:file_permission_const}; questi sono modificati dalla maschera di
525 creazione dei file (si veda \secref{sec:file_umask}). La titolarità della
526 nuova directory è impostata secondo quanto riportato in
527 \secref{sec:file_ownership}.
529 La funzione per la cancellazione di una directory è \funcd{rmdir}, il suo
531 \begin{prototype}{sys/stat.h}{int rmdir(const char *dirname)}
532 Cancella una directory.
534 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
535 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
537 \item[\errcode{EPERM}] Il filesystem non supporta la cancellazione di
538 directory, oppure la directory che contiene \param{dirname} ha lo sticky
539 bit impostato e l'userid effettivo del processo non corrisponde al
540 proprietario della directory.
541 \item[\errcode{EACCES}] Non c'è il permesso di scrittura per la directory
542 che contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso
543 di attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
545 \item[\errcode{EBUSY}] La directory specificata è la directory di lavoro o la
546 radice di qualche processo.
547 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] La directory non è vuota.
549 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
550 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{EROFS}.}
553 La funzione cancella la directory \param{dirname}, che deve essere vuota (la
554 directory deve cioè contenere soltanto le due voci standard \file{.} e
555 \file{..}). Il nome può essere indicato con il pathname assoluto o relativo.
557 La modalità con cui avviene la cancellazione è analoga a quella di
558 \func{unlink}: fintanto che il numero di link all'inode\index{inode} della
559 directory non diventa nullo e nessun processo ha la directory aperta lo spazio
560 occupato su disco non viene rilasciato. Se un processo ha la directory aperta
561 la funzione rimuove il link all'inode\index{inode} e nel caso sia l'ultimo,
562 pure le voci standard \file{.} e \file{..}, a questo punto il kernel non
563 consentirà di creare più nuovi file nella directory.
566 \subsection{La creazione di file speciali}
567 \label{sec:file_mknod}
569 Finora abbiamo parlato esclusivamente di file, directory e link simbolici; in
570 \secref{sec:file_file_types} abbiamo visto però che il sistema prevede pure
571 degli altri tipi di file speciali, come i file di dispositivo
572 \index{file!di dispositivo}
573 e le fifo (i socket\index{socket} sono un caso a parte, che
574 vedremo in \capref{cha:socket_intro}).
576 La manipolazione delle caratteristiche di questi file e la loro cancellazione
577 può essere effettuata con le stesse funzioni che operano sui file regolari; ma
578 quando li si devono creare sono necessarie delle funzioni apposite. La prima
579 di queste funzioni è \funcd{mknod}, il suo prototipo è:
581 \headdecl{sys/types.h}
582 \headdecl{sys/stat.h}
585 \funcdecl{int mknod(const char *pathname, mode\_t mode, dev\_t dev)}
587 Crea un inode, si usa per creare i file speciali.
589 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
590 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
592 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi sufficienti a creare l'inode, o
593 il filesystem su cui si è cercato di creare \func{pathname} non supporta
595 \item[\errcode{EINVAL}] Il valore di \param{mode} non indica un file, una
596 fifo o un dipositivo.
597 \item[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste già o è un link simbolico.
599 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
600 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
601 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS}.}
604 La funzione permette di creare un file speciale, ma si può usare anche per
605 creare file regolari e fifo; l'argomento \param{mode} specifica il tipo di
606 file che si vuole creare ed i relativi permessi, secondo i valori riportati in
607 \tabref{tab:file_mode_flags}, che vanno combinati con un OR binario. I
608 permessi sono comunque modificati nella maniera usuale dal valore di
609 \var{umask} (si veda \secref{sec:file_umask}).
611 Per il tipo di file può essere specificato solo uno fra: \const{S\_IFREG} per
612 un file regolare (che sarà creato vuoto), \const{S\_IFBLK} per un device a
613 blocchi, \const{S\_IFCHR} per un device a caratteri e \const{S\_IFIFO} per una
614 fifo. Un valore diverso comporterà l'errore \errcode{EINVAL}. Qualora si sia
615 specificato in \param{mode} un file di dispositivo, il valore di \param{dev}
616 viene usato per indicare a quale dispositivo si fa riferimento.
618 Solo l'amministratore può creare un file di dispositivo o un file regolare
619 usando questa funzione; ma in Linux\footnote{la funzione non è prevista dallo
620 standard POSIX, e deriva da SVr4, con appunto questa differenza e diversi
621 codici di errore.} l'uso per la creazione di una fifo è consentito anche
624 I nuovi inode\index{inode} creati con \func{mknod} apparterranno al
625 proprietario e al gruppo del processo che li ha creati, a meno che non si sia
626 attivato il bit \acr{sgid} per la directory o sia stata attivata la semantica
627 BSD per il filesystem (si veda \secref{sec:file_ownership}) in cui si va a
628 creare l'inode\index{inode}.
630 Per creare una fifo (un file speciale, su cui torneremo in dettaglio in
631 \secref{sec:ipc_named_pipe}) lo standard POSIX specifica l'uso della funzione
632 \funcd{mkfifo}, il cui prototipo è:
634 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{sys/stat.h}
636 \funcdecl{int mkfifo(const char *pathname, mode\_t mode)}
640 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
641 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EACCES},
642 \errval{EEXIST}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOSPC},
643 \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS}.}
645 \noindent come per \func{mknod} il file \param{pathname} non deve esistere
646 (neanche come link simbolico); al solito i permessi specificati da
647 \param{mode} vengono modificati dal valore di \var{umask}.
651 \subsection{Accesso alle directory}
652 \label{sec:file_dir_read}
654 Benché le directory siano oggetti del filesystem come tutti gli altri non ha
655 senso aprirle come fossero dei file di dati. Inoltre si
657 Può però essere utile poterne
658 leggere il contenuto ad esempio per fare la lista dei file che esse contengono
659 o ricerche sui medesimi. Solo il kernel può scrivere direttamente il contenuto
660 di una directory (onde evitare inconsistenze all'interno del filesystem), i
661 processi devono creare i file usando le apposite funzioni.
663 Per accedere al contenuto delle directory si usano i cosiddetti
664 \textit{directory streams} (chiamati così per l'analogia con i file stream di
665 \capref{cha:files_std_interface}); la funzione \funcd{opendir} apre uno di
666 questi stream, il suo prototipo è:
668 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
670 \funcdecl{DIR * opendir(const char *name)}
672 Apre un \textit{directory stream}.
674 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
675 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
676 assumerà i valori \errval{EACCES}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
677 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} e \errval{ENOTDIR}.}
680 La funzione apre un \textit{directory stream} per la directory indicata da
681 \param{name}, ritornando il puntatore allo stesso, e posizionandosi sulla
682 prima voce della directory.
684 Dato che le directory sono comunque dei file, in alcuni casi può essere utile
685 conoscere il file descriptor sottostante un \textit{directory stream}, ad
686 esempio per utilizzarlo con la funzione \func{fchdir} per cambiare la
687 directory di lavoro (vedi \secref{sec:file_work_dir}) a quella relativa allo
688 stream che si è aperto. A questo scopo si può usare la funzione \funcd{dirfd},
691 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
693 \funcdecl{int dirfd(DIR * dir)}
695 Restituisce il file descriptor associato ad un \textit{directory stream}.
697 \bodydesc{La funzione restituisce il file descriptor (un valore positivo) in
698 caso di successo e -1 in caso di errore.}
701 La funzione\footnote{questa funzione è una estensione di BSD introdotta con
702 BSD 4.3-Reno; è presente in Linux con le libc5 (a partire dalla versione
703 5.1.2) e con le \acr{glibc}.} restituisce il file descriptor associato al
704 \textit{directory stream} \param{dir}, essa è disponibile solo definendo
705 \macro{\_BSD\_SOURCE} o \macro{\_SVID\_SOURCE}.
709 La funzione \func{readdir} legge il contenuto della directory, i cui elementi
710 sono le \textit{directory entry} (da distinguersi da quelle della cache di cui
711 parlavamo in \secref{sec:file_vfs}) in un'opportuna struttura \struct{dirent}
712 definita in \figref{fig:file_dirent_struct}.
718 \begin{minipage}[c]{15cm}
719 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
722 unsigned short int d_reclen;
723 unsigned char d_type;
724 char d_name[256]; /* We must not include limits.h! */
729 \caption{La struttura \structd{dirent} per la lettura delle informazioni dei
731 \label{fig:file_dirent_struct}
737 \subsection{La directory di lavoro}
738 \label{sec:file_work_dir}
740 A ciascun processo è associata una directory nel filesystem che è chiamata
741 directory corrente o directory di lavoro (\textit{current working directory})
742 che è quella a cui si fa riferimento quando un filename è espresso in forma
743 relativa, dove il ``relativa'' fa riferimento appunto a questa directory.
745 Quando un utente effettua il login, questa directory viene impostata alla
746 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
747 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
748 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale. Siccome la directory corrente
749 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
750 \secref{sec:proc_fork}), la directory corrente della shell diventa anche la
751 directory corrente di qualunque comando da essa lanciato.
753 In genere il kernel tiene traccia per ciascun processo dell'inode\index{inode}
754 della directory di lavoro corrente, per ottenere il pathname occorre usare una
755 apposita funzione di libreria, \func{getcwd}, il cui prototipo è:
756 \begin{prototype}{unistd.h}{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
757 Restituisce il filename completo della directory di lavoro corrente nella
758 stringa puntata da \param{buffer}, che deve essere precedentemente allocata,
759 per una dimensione massima di \param{size}.
761 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore \param{buffer} se riesce,
762 \val{NULL} se fallisce, in quest'ultimo caso la variabile
763 \var{errno} è impostata con i seguenti codici di errore:
765 \item[\errcode{EINVAL}] L'argomento \param{size} è zero e \param{buffer} non
767 \item[\errcode{ERANGE}] L'argomento \param{size} è più piccolo della
768 lunghezza del pathname.
769 \item[\errcode{EACCES}] Manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
770 componenti del pathname (cioè su una delle directory superiori alla
775 Il buffer deve essere sufficientemente lungo da poter contenere il pathname
776 completo più lo zero di terminazione della stringa. Qualora esso ecceda le
777 dimensioni specificate con \param{size} la funzione restituisce un errore. Si
778 può anche specificare un puntatore nullo come \param{buffer},\footnote{questa è
779 un'estensione allo standard POSIX.1, supportata da Linux.} nel qual caso la
780 stringa sarà allocata automaticamente per una dimensione pari a \param{size}
781 qualora questa sia diversa da zero, o della lunghezza esatta del pathname
782 altrimenti. In questo caso ci si deve ricordare di disallocare la stringa una
783 volta cessato il suo utilizzo.
785 Di questa funzione esiste una versione \code{char *getwd(char *buffer)}
786 fatta per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare
787 la dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
788 dimensione superiore a \const{PATH\_MAX} (di solito 256 byte, vedi
789 \secref{sec:sys_limits}); il problema è che in Linux non esiste una dimensione
790 superiore per un pathname, per cui non è detto che il buffer sia sufficiente a
791 contenere il nome del file, e questa è la ragione principale per cui questa
792 funzione è deprecata.
794 Una seconda funzione simile è \code{char *get\_current\_dir\_name(void)} che è
795 sostanzialmente equivalente ad una \code{getcwd(NULL, 0)}, con la sola
796 differenza che essa ritorna il valore della variabile di ambiente \val{PWD},
797 che essendo costruita dalla shell può contenere un pathname comprendente anche
798 dei link simbolici. Usando \func{getcwd} infatti, essendo il pathname ricavato
799 risalendo all'indietro l'albero della directory, si perderebbe traccia di ogni
800 passaggio attraverso eventuali link simbolici.
802 Per cambiare la directory di lavoro corrente si può usare la funzione
803 \func{chdir} (equivalente del comando di shell \cmd{cd}) il cui nome sta
804 appunto per \textit{change directory}, il suo prototipo è:
805 \begin{prototype}{unistd.h}{int chdir(const char *pathname)}
806 Cambia la directory di lavoro corrente in \param{pathname}.
808 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 per un errore,
809 nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
811 \item[\errcode{ENOTDIR}] Non si è specificata una directory.
812 \item[\errcode{EACCES}] Manca il permesso di ricerca su uno dei componenti
815 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
816 \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP} e \errval{EIO}.}
818 \noindent ed ovviamente \param{pathname} deve indicare una directory per la
819 quale si hanno i permessi di accesso.
821 Dato che anche le directory sono file, è possibile riferirsi ad esse anche
822 tramite il file descriptor, e non solo tramite il filename, per fare questo si
823 usa \func{fchdir}, il cui prototipo è:
824 \begin{prototype}{unistd.h}{int fchdir(int fd)}
825 Identica a \func{chdir}, ma usa il file descriptor \param{fd} invece del
828 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
829 errore, in caso di errore \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
832 \noindent anche in questo caso \param{fd} deve essere un file descriptor
833 valido che fa riferimento ad una directory. Inoltre l'unico errore di accesso
834 possibile (tutti gli altri sarebbero occorsi all'apertura di \param{fd}), è
835 quello in cui il processo non ha il permesso di accesso alla directory
836 specificata da \param{fd}.
840 \subsection{I file temporanei}
841 \label{sec:file_temp_file}
843 In molte occasioni è utile poter creare dei file temporanei; benché la cosa
844 sembri semplice, in realtà il problema è più sottile di quanto non appaia a
845 prima vista. Infatti anche se sembrerebbe banale generare un nome a caso e
846 creare il file dopo aver controllato che questo non esista, nel momento fra il
847 controllo e la creazione si ha giusto lo spazio per una possibile \textit{race
848 condition} (si ricordi quanto visto in \secref{sec:proc_race_cond}).
850 Le \acr{glibc} provvedono varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
851 di cui si abbia certezza di unicità (al momento della generazione); la prima
852 di queste funzioni è \func{tmpnam} il cui prototipo è:
853 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tmpnam(char *string)}
854 Restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file valido e
855 non esistente al momento dell'invocazione.
857 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
858 \val{NULL} in caso di fallimento. Non sono definiti errori.}
860 \noindent se si è passato un puntatore \param{string} non nullo questo deve
861 essere di dimensione \const{L\_tmpnam} (costante definita in \file{stdio.h},
862 come \const{P\_tmpdir} e \const{TMP\_MAX}) ed il nome generato vi verrà
863 copiato automaticamente; altrimenti il nome sarà generato in un buffer statico
864 interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva. Successive
865 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
866 massimo di \const{TMP\_MAX} volte. Al nome viene automaticamente aggiunto come
867 prefisso la directory specificata da \const{P\_tmpdir}.
869 Di questa funzione esiste una versione rientrante, \func{tmpnam\_r}, che non
870 fa nulla quando si passa \val{NULL} come parametro. Una funzione simile,
871 \func{tempnam}, permette di specificare un prefisso per il file
872 esplicitamente, il suo prototipo è:
873 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
874 Restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file valido e
875 non esistente al momento dell'invocazione.
877 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
878 \val{NULL} in caso di fallimento, \var{errno} viene impostata a
879 \errval{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
882 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
883 per cui è sempre rientrante, occorre però ricordarsi di disallocare il
884 puntatore che restituisce. L'argomento \param{pfx} specifica un prefisso di
885 massimo 5 caratteri per il nome provvisorio. La funzione assegna come
886 directory per il file temporaneo (verificando che esista e sia accessibili),
887 la prima valida delle seguenti:
889 \item La variabile di ambiente \const{TMPNAME} (non ha effetto se non è
890 definita o se il programma chiamante è \acr{suid} o \acr{sgid}, vedi
891 \secref{sec:file_suid_sgid}).
892 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \val{NULL}).
893 \item Il valore della costante \const{P\_tmpdir}.
894 \item la directory \file{/tmp}.
897 In ogni caso, anche se la generazione del nome è casuale, ed è molto difficile
898 ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro processo non possa
899 avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del file, un altro file
900 con lo stesso nome; per questo motivo quando si usa il nome ottenuto da una di
901 queste funzioni occorre sempre aprire il nuovo file in modalità di esclusione
902 (cioè con l'opzione \const{O\_EXCL} per i file descriptor o con il flag
903 \code{x} per gli stream) che fa fallire l'apertura in caso il file sia già
906 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
907 POSIX definisce la funzione \func{tempfile}, il cui prototipo è:
908 \begin{prototype}{stdio.h}{FILE *tmpfile (void)}
909 Restituisce un file temporaneo aperto in lettura/scrittura.
911 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore allo stream associato al file
912 temporaneo in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual
913 caso \var{errno} assumerà i valori:
915 \item[\errcode{EINTR}] La funzione è stata interrotta da un segnale.
916 \item[\errcode{EEXIST}] Non è stato possibile generare un nome univoco.
918 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
919 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS} e \errval{EACCES}.}
921 \noindent essa restituisce direttamente uno stream già aperto (in modalità
922 \code{r+b}, si veda \secref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso, che viene
923 automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal programma. Lo
924 standard non specifica in quale directory verrà aperto il file, ma le
925 \acr{glibc} prima tentano con \const{P\_tmpdir} e poi con \file{/tmp}. Questa
926 funzione è rientrante e non soffre di problemi di \textit{race
927 condition}\index{race condition}.
929 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
930 caso si possono usare le vecchie funzioni \func{mktemp} e \func{mkstemp} che
931 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
932 conclusa da 6 caratteri \code{X} che verranno sostituiti da un codice
933 unico. La prima delle due è analoga a \func{tmpnam} e genera un nome casuale,
935 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mktemp(char *template)}
936 Genera un filename univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
939 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore \param{template} in caso di
940 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
943 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
946 \noindent dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
947 funzione non si può usare una stringa costante. Tutte le avvertenze riguardo
948 alle possibili \textit{race condition}\index{race condition} date per
949 \func{tmpnam} continuano a valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni
950 il valore di usato per sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il
951 \acr{pid} del processo più una lettera, il che mette a disposizione solo 26
952 possibilità diverse per il nome del file, e rende il nome temporaneo facile da
953 indovinare. Per tutti questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai
958 La seconda funzione, \func{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
959 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di uno stream; il suo
961 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkstemp(char *template)}
962 Genera un file temporaneo con un nome ottenuto sostituendo le \code{XXXXXX}
963 finali di \param{template}.
965 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso successo e
966 -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
968 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
969 \item[\errcode{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporano, il
970 contenuto di \param{template} è indefinito.
973 \noindent come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può
974 essere una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con
975 la funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
976 \secref{sec:file_open}), in questo modo al ritorno della funzione si ha la
977 certezza di essere i soli utenti del file. I permessi sono impostati al valore
978 \code{0600}\footnote{questo è vero a partire dalle \acr{glibc} 2.0.7, le
979 versioni precedenti delle \acr{glibc} e le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4}
980 usavano il valore \code{0666} che permetteva a chiunque di leggere i
981 contenuti del file.} (si veda \secref{sec:file_perm_overview}).
983 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione\footnote{introdotta anche in
984 Linux a partire dalle \acr{glibc} 2.1.91.} simile alle precedenti,
985 \func{mkdtemp}, che crea una directory temporanea; il suo prototipo è:
986 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mkdtemp(char *template)}
987 Genera una directory temporaneo il cui nome è ottenuto sostituendo le
988 \code{XXXXXX} finali di \param{template}.
990 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso
991 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
994 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
996 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
998 \noindent la directory è creata con permessi \code{0700} (al solito si veda
999 \capref{cha:file_unix_interface} per i dettagli); dato che la creazione della
1000 directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di \textit{race
1001 condition}\index{race condition} non si pongono.
1004 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei files}
1005 \label{sec:file_infos}
1007 Come spiegato in \secref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
1008 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
1009 relative al controllo di accesso, sono mantenute nell'inode\index{inode}.
1011 Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni
1012 usando la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati
1013 memorizzati nell'inode\index{inode}; esamineremo poi le varie funzioni usate
1014 per manipolare tutte queste informazioni (eccetto quelle che riguardano la
1015 gestione del controllo di accesso, trattate in in
1016 \secref{sec:file_access_control}).
1019 \subsection{Le funzioni \func{stat}, \func{fstat} e \func{lstat}}
1020 \label{sec:file_stat}
1022 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
1023 delle funzioni \func{stat} (\funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat});
1024 questa è la funzione che ad esempio usa il comando \cmd{ls} per poter ottenere
1025 e mostrare tutti i dati dei files. I prototipi di queste funzioni sono i
1028 \headdecl{sys/types.h}
1029 \headdecl{sys/stat.h}
1032 \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Legge le
1033 informazione del file specificato da \param{file\_name} e le inserisce in
1036 \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Identica a
1037 \func{stat} eccetto che se il \param{file\_name} è un link simbolico vengono
1038 lette le informazioni relativa ad esso e non al file a cui fa riferimento.
1040 \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)} Identica a \func{stat}
1041 eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
1042 descriptor \param{filedes}.
1044 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
1045 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori: \errval{EBADF},
1046 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EFAULT},
1047 \errval{EACCES}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG}.}
1049 \noindent il loro comportamento è identico, solo che operano rispettivamente
1050 su un file, su un link simbolico e su un file descriptor.
1052 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
1053 \file{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
1054 usata da Linux è mostrata in \figref{fig:file_stat_struct}, così come
1055 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat} (in realtà la definizione
1056 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
1057 riservati per estensioni come tempi più precisi, o per il padding dei campi).
1059 \begin{figure}[!htb]
1062 \begin{minipage}[c]{15cm}
1063 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1065 dev_t st_dev; /* device */
1066 ino_t st_ino; /* inode */
1067 mode_t st_mode; /* protection */
1068 nlink_t st_nlink; /* number of hard links */
1069 uid_t st_uid; /* user ID of owner */
1070 gid_t st_gid; /* group ID of owner */
1071 dev_t st_rdev; /* device type (if inode device) */
1072 off_t st_size; /* total size, in bytes */
1073 unsigned long st_blksize; /* blocksize for filesystem I/O */
1074 unsigned long st_blocks; /* number of blocks allocated */
1075 time_t st_atime; /* time of last access */
1076 time_t st_mtime; /* time of last modification */
1077 time_t st_ctime; /* time of last change */
1082 \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei
1084 \label{fig:file_stat_struct}
1087 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
1088 primitivi del sistema (di quelli definiti in
1089 \tabref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \file{sys/types.h}).
1092 \subsection{I tipi di file}
1093 \label{sec:file_types}
1095 Come riportato in \tabref{tab:file_file_types} in Linux oltre ai file e alle
1096 directory esistono altri oggetti che possono stare su un filesystem. Il tipo
1097 di file è ritornato dalla \func{stat} come maschera binaria nel campo
1098 \var{st\_mode} (che che contiene anche le informazioni relative ai permessi).
1100 Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
1101 standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di file,
1102 queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
1103 standard per i link simbolici e i socket\index{socket} definite da BSD;
1104 l'elenco completo delle macro con cui è possibile estrarre l'informazione da
1105 \var{st\_mode} è riportato in \tabref{tab:file_type_macro}.
1109 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1111 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
1114 \macro{S\_ISREG(m)} & file regolare \\
1115 \macro{S\_ISDIR(m)} & directory \\
1116 \macro{S\_ISCHR(m)} & dispositivo a caratteri \\
1117 \macro{S\_ISBLK(m)} & dispositivo a blocchi\\
1118 \macro{S\_ISFIFO(m)} & fifo \\
1119 \macro{S\_ISLNK(m)} & link simbolico \\
1120 \macro{S\_ISSOCK(m)} & socket\index{socket} \\
1123 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \texttt{sys/stat.h}).}
1124 \label{tab:file_type_macro}
1127 Oltre alle macro di \tabref{tab:file_type_macro} è possibile usare
1128 direttamente il valore di \var{st\_mode} per ricavare il tipo di file
1129 controllando direttamente i vari bit in esso memorizzati. Per questo sempre in
1130 \file{sys/stat.h} sono definite le costanti numeriche riportate in
1131 \tabref{tab:file_mode_flags}.
1133 Il primo valore dell'elenco di \tabref{tab:file_mode_flags} è la maschera
1134 binaria che permette di estrarre i bit nei quali viene memorizzato il tipo di
1135 file, i valori successivi sono le costanti corrispondenti ai singoli bit, e
1136 possono essere usati per effettuare la selezione sul tipo di file voluto, con
1137 un'opportuna combinazione.
1142 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
1144 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1147 \const{S\_IFMT} & 0170000 & bitmask per i bit del tipo di file \\
1148 \const{S\_IFSOCK} & 0140000 & socket\index{socket} \\
1149 \const{S\_IFLNK} & 0120000 & link simbolico \\
1150 \const{S\_IFREG} & 0100000 & file regolare \\
1151 \const{S\_IFBLK} & 0060000 & dispositivo a blocchi \\
1152 \const{S\_IFDIR} & 0040000 & directory \\
1153 \const{S\_IFCHR} & 0020000 & dispositivo a caratteri \\
1154 \const{S\_IFIFO} & 0010000 & fifo \\
1156 \const{S\_ISUID} & 0004000 & set UID bit \\
1157 \const{S\_ISGID} & 0002000 & set GID bit \\
1158 \const{S\_ISVTX} & 0001000 & sticky bit \\
1160 % \const{S\_IRWXU} & 00700 & bitmask per i permessi del proprietario \\
1161 \const{S\_IRUSR} & 00400 & il proprietario ha permesso di lettura \\
1162 \const{S\_IWUSR} & 00200 & il proprietario ha permesso di scrittura \\
1163 \const{S\_IXUSR} & 00100 & il proprietario ha permesso di esecuzione\\
1165 % \const{S\_IRWXG} & 00070 & bitmask per i permessi del gruppo \\
1166 \const{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha permesso di lettura \\
1167 \const{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha permesso di scrittura \\
1168 \const{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha permesso di esecuzione \\
1170 % \const{S\_IRWXO} & 00007 & bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
1171 \const{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno permesso di lettura \\
1172 \const{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
1173 \const{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
1176 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
1177 \var{st\_mode} (definite in \file{sys/stat.h}).}
1178 \label{tab:file_mode_flags}
1181 Ad esempio se si volesse impostare una condizione che permetta di controllare
1182 se un file è una directory o un file ordinario si potrebbe definire la macro
1184 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
1185 #define IS_FILE_DIR(x) (((x) & S_IFMT) & (S_IFDIR | S_IFREG))
1187 in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
1188 poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
1191 \subsection{Le dimensioni dei file}
1192 \label{sec:file_file_size}
1194 Il campo \var{st\_size} contiene la dimensione del file in byte (se si tratta
1195 di un file regolare, nel caso di un link simbolico la dimensione è quella del
1196 pathname che contiene, per le fifo è sempre nullo).
1198 Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
1199 byte. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
1200 i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
1201 per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
1202 dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
1204 Si tenga conto che la lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è
1205 detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della
1206 possibile esistenza dei cosiddetti \textit{holes} (letteralmente
1207 \textsl{buchi}) che si formano tutte le volte che si va a scrivere su un file
1208 dopo aver eseguito una \func{lseek} (vedi \secref{sec:file_lseek}) oltre la
1211 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
1212 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
1213 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
1214 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
1215 caso per le parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
1216 risultato di \cmd{ls}.
1218 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra od usando la
1219 funzione \func{lseek} per spostarsi oltre la sua fine, esistono anche casi in
1220 cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento, scartando i dati
1221 presenti al di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
1223 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
1224 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
1225 dimensione si possono usare le due funzioni \funcd{truncate} e
1226 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
1228 \headdecl{unistd.h} \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t
1229 length)} Fa si che la dimensione del file \param{file\_name} sia troncata
1230 ad un valore massimo specificato da \param{lenght}.
1232 \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))} Identica a \func{truncate}
1233 eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
1234 descriptor \param{fd}.
1236 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un
1237 errore, nel qual caso \var{errno} viene impostata opportunamente; per
1238 \func{ftruncate} si hanno i valori:
1240 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
1241 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un riferimento ad un
1242 socket\index{socket}, non a un file o non è aperto in scrittura.
1244 per \func{truncate} si hanno:
1246 \item[\errcode{EACCES}] il file non ha permesso di scrittura o non si ha il
1247 permesso di esecuzione una delle directory del pathname.
1248 \item[\errcode{ETXTBSY}] Il file è un programma in esecuzione.
1250 ed anche \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1251 \errval{EROFS}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}.}
1254 Se il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
1255 perduti; il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e
1256 dipende dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso
1257 fino alla lunghezza scelta; in quest'ultimo caso lo spazio viene riempito con
1258 zeri (e in genere si ha la creazione di un \textit{hole} nel file).
1261 \subsection{I tempi dei file}
1262 \label{sec:file_file_times}
1264 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi. Questi sono registrati
1265 nell'inode\index{inode} insieme agli altri attributi del file e possono essere
1266 letti tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce attraverso tre campi
1267 della struttura \struct{stat} di \figref{fig:file_stat_struct}. Il significato
1268 di detti tempi e dei relativi campi è riportato nello schema in
1269 \tabref{tab:file_file_times}, dove è anche riportato un esempio delle funzioni
1270 che effettuano cambiamenti su di essi.
1275 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
1277 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
1278 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
1281 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &\func{read},
1282 \func{utime} & \cmd{-u}\\
1283 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &\func{write},
1284 \func{utime} & default\\
1285 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'inode&\func{chmod},
1286 \func{utime} & \cmd{-c} \\
1289 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
1290 \label{tab:file_file_times}
1293 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
1294 modifica (il \textit{modification time} \var{st\_mtime}) e il tempo di
1295 cambiamento di stato (il \textit{change time} \var{st\_ctime}). Il primo
1296 infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre il
1297 secondo ad una modifica dell'inode\index{inode}; siccome esistono molte
1298 operazioni (come la funzione \func{link} e molte altre che vedremo in seguito)
1299 che modificano solo le informazioni contenute nell'inode\index{inode} senza
1300 toccare il file, diventa necessario l'utilizzo di un altro tempo.
1302 Il sistema non tiene conto dell'ultimo accesso all'inode\index{inode},
1303 pertanto funzioni come \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza
1304 sui tre tempi. Il tempo di ultimo accesso (ai dati) viene di solito usato per
1305 cancellare i file che non servono più dopo un certo lasso di tempo (ad esempio
1306 \cmd{leafnode} cancella i vecchi articoli sulla base di questo tempo).
1308 Il tempo di ultima modifica invece viene usato da \cmd{make} per decidere
1309 quali file necessitano di essere ricompilati o (talvolta insieme anche al
1310 tempo di cambiamento di stato) per decidere quali file devono essere
1311 archiviati per il backup. Il comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni
1312 \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i tempi dei file secondo lo schema riportato
1313 nell'ultima colonna di \tabref{tab:file_file_times}.
1318 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
1320 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
1321 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
1322 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
1323 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
1324 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
1325 &\multicolumn{1}{|p{3.6cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
1328 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{}
1329 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1330 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1331 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1332 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1333 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1334 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1335 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
1338 \func{chmod}, \func{fchmod}
1339 & & &$\bullet$& & & & \\
1340 \func{chown}, \func{fchown}
1341 & & &$\bullet$& & & & \\
1343 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& con
1344 \const{O\_CREATE} \\ \func{creat}
1345 & &$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$&
1346 con \const{O\_TRUNC} \\ \func{exec}
1347 &$\bullet$& & & & & & \\
1349 & & &$\bullet$& & & & \\
1351 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1353 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1355 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1357 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& con
1358 \const{O\_CREATE} \\ \func{open}
1359 & &$\bullet$&$\bullet$& & & & con
1360 \const{O\_TRUNC} \\ \func{pipe}
1361 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1363 &$\bullet$& & & & & & \\
1365 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& se esegue
1366 \func{unlink}\\ \func{remove}
1367 & & & & &$\bullet$&$\bullet$& se esegue
1368 \func{rmdir}\\ \func{rename}
1369 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& per entrambi
1370 gli argomenti\\ \func{rmdir}
1371 & & & & &$\bullet$&$\bullet$& \\
1372 \func{truncate}, \func{ftruncate}
1373 & &$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1375 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1377 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1379 & &$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1382 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
1383 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento
1384 \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
1385 \label{tab:file_times_effects}
1388 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui tempi è
1389 illustrato in \tabref{tab:file_times_effects}. Si sono riportati gli effetti
1390 sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che lo contiene;
1391 questi ultimi possono essere capiti se si tiene conto di quanto già detto, e
1392 cioè che anche le directory sono file (che contengono una lista di nomi) che
1393 il sistema tratta in maniera del tutto analoga a tutti gli altri.
1395 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
1396 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
1397 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un
1398 esempio di questo può essere la cancellazione di un file, invece leggere o
1399 scrivere o cambiare i permessi di un file ha effetti solo sui tempi di
1402 Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
1403 creazione del file, usato in molti altri sistemi operativi, ma che in Unix non
1404 esiste. Per questo motivo quando si copia un file, a meno di preservare
1405 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
1406 avrà sempre il tempo corrente come data di ultima modifica.
1409 \subsection{La funzione \func{utime}}
1410 \label{sec:file_utime}
1412 I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere cambiati usando la
1413 funzione \func{utime}, il cui prototipo è:
1414 \begin{prototype}{utime.h}
1415 {int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
1417 Cambia i tempi di ultimo accesso e modifica dell'inode\index{inode}
1418 specificato da \param{filename} secondo i campi \var{actime} e \var{modtime}
1419 di \param{times}. Se questa è \val{NULL} allora viene usato il tempo corrente.
1421 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1422 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1424 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
1425 \item[\errcode{ENOENT}] \param{filename} non esiste.
1429 La funzione prende come argomento \param{times} una struttura
1430 \struct{utimebuf}, la cui definizione è riportata in
1431 \figref{fig:struct_utimebuf}, con la quale si possono specificare i nuovi
1432 valori che si vogliono impostare per tempi.
1434 \begin{figure}[!htb]
1435 \footnotesize \centering
1436 \begin{minipage}[c]{15cm}
1437 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1439 time_t actime; /* access time */
1440 time_t modtime; /* modification time */
1445 \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
1447 \label{fig:struct_utimebuf}
1450 L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
1451 cosa è l'argomento \param{times}; se è \val{NULL} la funzione imposta il
1452 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece
1453 si è specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari
1454 del file (o si hanno i privilegi di amministratore).
1456 Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
1457 cambiamento di stato del file, che viene comunque cambiato dal kernel tutte le
1458 volte che si modifica l'inode\index{inode} (quindi anche alla chiamata di
1459 \func{utime}). Questo serve anche come misura di sicurezza per evitare che si
1460 possa modificare un file nascondendo completamente le proprie tracce. In
1461 realtà la cosa resta possibile, se si è in grado di accedere al file di
1462 dispositivo, scrivendo direttamente sul disco senza passare attraverso il
1463 filesystem, ma ovviamente in questo modo la cosa è molto più complicata da
1468 \section{Il controllo di accesso ai file}
1469 \label{sec:file_access_control}
1471 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
1472 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
1473 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
1474 caratteristiche previste dallo standard POSIX. In Linux sono disponibili
1475 anche una serie di altri filesystem, come quelli di Windiws e del Mac, che
1476 non supportano queste caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i
1477 concetti essenziali e le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
1480 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
1481 \label{sec:file_perm_overview}
1483 Ad ogni file Linux associa sempre l'utente che ne è proprietario (il
1484 cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo
1485 degli identificatori di utente e gruppo (\acr{uid} e \acr{gid}). Questi valori
1486 sono accessibili da programma tramite la funzione \func{stat}, e sono
1487 mantenuti nei campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid} della struttura
1488 \struct{stat} (si veda \secref{sec:file_stat}).\footnote{Questo è vero solo
1489 per filesystem di tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem vfat di
1490 Windows, che non fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per
1491 il quale i permessi vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in
1494 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
1495 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
1496 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le \textit{Access
1497 Control List} che possono essere aggiunte al filesystem standard con
1498 opportune patch, la cui introduzione nei kernel ufficiali è iniziata con la
1499 serie 2.5.x. per arrivare a meccanismi di controllo ancora più sofisticati
1500 come il \textit{mandatory access control} di SE-Linux.} ma nella maggior
1501 parte dei casi il meccanismo standard è più che sufficiente a soddisfare tutte
1502 le necessità più comuni. I tre permessi di base associati ad ogni file sono:
1504 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
1506 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
1507 dall'inglese \textit{write}).
1508 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
1509 dall'inglese \textit{execute}).
1511 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
1513 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
1514 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
1516 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
1519 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
1520 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
1521 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
1522 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
1524 I restanti tre bit (noti come \acr{suid}, \acr{sgid}, e \textsl{sticky}) sono
1525 usati per indicare alcune caratteristiche più complesse del meccanismo del
1526 controllo di accesso su cui torneremo in seguito (in
1527 \secref{sec:file_suid_sgid} e \secref{sec:file_sticky}); lo schema di
1528 allocazione dei bit è riportato in \figref{fig:file_perm_bit}.
1532 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
1533 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
1534 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{fstat}.}
1535 \label{fig:file_perm_bit}
1538 Anche i permessi, come tutte le altre informazioni pertinenti al file, sono
1539 memorizzati nell'inode\index{inode}; in particolare essi sono contenuti in
1540 alcuni bit del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat} (si veda di
1541 nuovo \figref{fig:file_stat_struct}).
1543 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
1544 \cmd{u} (per \textit{user}), \cmd{g} (per \textit{group}) e \cmd{o} (per
1545 \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti insieme
1546 si usa la lettera \cmd{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente questa
1547 distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso nel VMS,
1548 si parla dei permessi base come di permessi per \textit{owner}, \textit{group}
1549 ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar luogo a confusione. Le costanti
1550 che permettono di accedere al valore numerico di questi bit nel campo
1551 \var{st\_mode} sono riportate in \tabref{tab:file_bit_perm}.
1556 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
1558 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
1561 \const{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere \\
1562 \const{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere \\
1563 \const{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire \\
1565 \const{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere \\
1566 \const{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere \\
1567 \const{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire\\
1569 \const{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere \\
1570 \const{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere \\
1571 \const{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire\\
1574 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
1575 \texttt{<sys/stat.h>}}
1576 \label{tab:file_bit_perm}
1579 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
1580 che si riferiscano a dei file, dei link simbolici o delle directory; qui ci
1581 limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli più
1584 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo pathname
1585 occorre il permesso di esecuzione in ciascuna delle directory che compongono
1586 il pathname; lo stesso vale per aprire un file nella directory corrente (per
1587 la quale appunto serve il diritto di esecuzione).
1589 Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che essa può
1590 essere attraversata nella risoluzione del pathname, ed è distinto dal permesso
1591 di lettura che invece implica che si può leggere il contenuto della directory.
1592 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
1593 lettura si potrà lo stesso aprire un file in una directory (se si hanno i
1594 permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà vederlo con \cmd{ls}
1595 (mentre per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per la
1598 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
1599 (si veda quanto riportato in \tabref{tab:file_open_flags}) di sola lettura o
1600 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
1601 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
1602 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file.
1604 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
1605 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
1606 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
1607 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
1608 disco), non è necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti
1609 esso non viene toccato, viene solo modificato il contenuto della directory,
1610 rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento).
1612 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
1613 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre
1614 avere il permesso di esecuzione, inoltre solo i file regolari possono essere
1617 I permessi per un link simbolico sono ignorati, contano quelli del file a cui
1618 fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta per un link
1619 simbolico tutti i permessi come concessi; utente e gruppo a cui esso
1620 appartiene vengono pure ignorati quando il link viene risolto, vengono
1621 controllati solo quando viene richiesta la rimozione del link e quest'ultimo è
1622 in una directory con lo \textsl{sticky bit} impostato (si veda
1623 \secref{sec:file_sticky}).
1625 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
1626 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
1627 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
1628 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'userid effettivo, il groupid
1629 effettivo e gli eventuali groupid supplementari del processo.\footnote{in
1630 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli gli
1631 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
1632 \secref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
1633 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
1636 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
1637 veda \secref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
1638 \secref{sec:file_suid_sgid}, l'userid effettivo e il groupid effectivo
1639 corrispondono ai valori dell'\acr{uid} e del \acr{gid} dell'utente che ha
1640 lanciato il processo, mentre i groupid supplementari sono quelli dei gruppi
1641 cui l'utente appartiene.
1643 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
1644 di accesso sono i seguenti:
1646 \item Se l'userid effettivo del processo è zero (corrispondente
1647 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
1648 controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
1650 \item Se l'userid effettivo del processo è uguale all'\acr{uid} del
1651 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
1654 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
1655 il processo vuole accedere in scrittura, quello di user-write per
1656 l'accesso in scrittura, etc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
1657 impostato, l'accesso è consentito
1658 \item altrimenti l'accesso è negato
1660 \item Se il groupid effettivo del processo o uno dei groupid supplementari dei
1661 processi corrispondono al \acr{gid} del file allora:
1663 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
1665 \item altrimenti l'accesso è negato
1667 \item se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
1668 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
1671 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
1672 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file,
1673 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
1674 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso vale se il
1675 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
1676 tutti gli altri non vengono controllati.
1679 \subsection{I bit \acr{suid} e \acr{sgid}}
1680 \label{sec:file_suid_sgid}
1682 Come si è accennato (in \secref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
1683 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
1684 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
1685 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
1686 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
1687 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
1688 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
1690 Come spiegato in dettaglio in \secref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
1691 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
1692 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
1693 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
1694 corrispondono dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
1696 Se però il file del programma (che ovviamente deve essere
1697 eseguibile\footnote{per motivi di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid}
1698 e \acr{sgid} per gli script eseguibili.}) ha il bit \acr{suid} impostato, il
1699 kernel assegnerà come userid effettivo al nuovo processo l'\acr{uid} del
1700 proprietario del file al posto dell'\acr{uid} del processo originario. Avere
1701 il bit \acr{sgid} impostato ha lo stesso effetto sul groupid effettivo del
1704 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
1705 di usare programmi che abbisognano di privilegi speciali; l'esempio classico è
1706 il comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle
1707 password, quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore,
1708 ma non è necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria
1709 password. Infatti il comando \cmd{passwd} appartiene a root ma ha il bit
1710 \acr{suid} impostato per cui quando viene lanciato da un utente normale parte
1711 con i privilegi di root.
1713 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
1714 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
1715 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
1716 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
1717 dettaglio in \secref{sec:proc_perms}).
1719 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
1720 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera \cmd{s} al posto della
1721 \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa lettera
1722 \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare questi bit.
1723 Infine questi bit possono essere controllati all'interno di \var{st\_mode} con
1724 l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e \const{S\_IGID}, i cui valori sono
1725 riportati in \tabref{tab:file_mode_flags}.
1727 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
1728 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
1729 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
1730 veda \secref{sec:file_ownership} per una spiegazione dettagliata al
1733 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per una ulteriore estensione mutuata
1734 da SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo
1735 sia anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare
1736 per quel file il \textit{mandatory locking} (affronteremo questo argomento in
1737 dettaglio più avanti, in \secref{sec:file_mand_locking}).
1740 \subsection{Il bit \textsl{sticky}}
1741 \label{sec:file_sticky}
1743 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
1744 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
1745 memoria virtuale e l'accesso ai files erano molto meno sofisticati e per
1746 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
1747 si poteva impostare questo bit.
1749 L'effetto di questo bit era che il segmento di testo del programma (si veda
1750 \secref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva scritto nella swap la
1751 prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva fino al riavvio della
1752 macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit}); essendo la swap un file
1753 continuo indicizzato direttamente in questo modo si poteva risparmiare in
1754 tempo di caricamento rispetto alla ricerca del file su disco. Lo
1755 \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera \cmd{t} al posto della
1756 \cmd{x} nei permessi per gli altri.
1758 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
1759 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
1760 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
1761 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
1762 sostanzialmente inutile questo procedimento.
1764 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textsl{sticky bit} ha
1765 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textsl{sticky
1766 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
1767 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
1768 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
1769 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
1772 \item l'utente è proprietario del file
1773 \item l'utente è proprietario della directory
1774 \item l'utente è l'amministratore
1776 un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
1777 permessi infatti di solito sono impostati come:
1780 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
1782 in questo modo chiunque può creare file in questa directory (che infatti è
1783 normalmente utilizzata per la creazione di file temporanei), ma solo l'utente
1784 che ha creato un certo file potrà cancellarlo o rinominarlo. In questo modo si
1785 evita che un utente possa, più o meno consapevolmente, cancellare i file degli
1789 \subsection{La titolarità di nuovi file e directory}
1790 \label{sec:file_ownership}
1792 Vedremo in \secref{sec:file_base_func} con quali funzioni si possono creare
1793 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
1794 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
1795 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema di presenta
1796 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
1797 \secref{sec:file_dir_creat_rem}).
1799 Lo standard POSIX prescrive che l'\acr{uid} del nuovo file corrisponda
1800 all'userid effettivo del processo che lo crea; per il \acr{gid} invece prevede
1801 due diverse possibilità:
1803 \item il \acr{gid} del file corrisponde al groupid effettivo del processo.
1804 \item il \acr{gid} del file corrisponde al \acr{gid} della directory in cui
1807 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
1808 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVr4; di
1809 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il
1810 \acr{gid} del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il
1811 bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda opzione.
1813 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \acr{gid} viene sempre
1814 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
1815 partenza, in tutte le sottodirectory. La semantica SVr4 offre la possibilità
1816 di scegliere, ma per ottenere lo stesso risultato di coerenza che si ha con
1817 BSD necessita che per le nuove directory venga anche propagato anche il bit
1818 \acr{sgid}. Questo è il comportamento predefinito di \cmd{mkdir}, ed è in
1819 questo modo ad esempio che Debian assicura che le sottodirectory create nella
1820 home di un utente restino sempre con il \acr{gid} del gruppo primario dello
1824 \subsection{La funzione \func{access}}
1825 \label{sec:file_access}
1827 Come visto in \secref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
1828 file viene fatto utilizzando l'userid ed il groupid effettivo del processo; ci
1829 sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'userid reale
1830 ed il groupid reale, vale a dire usando i valori di \acr{uid} e \acr{gid}
1831 relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come accennato in
1832 \secref{sec:file_suid_sgid} e spiegato in dettaglio in
1833 \secref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi. Per far
1834 questo si può usare la funzione \func{access}, il cui prototipo è:
1835 \begin{prototype}{unistd.h}
1836 {int access(const char *pathname, int mode)}
1838 Verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il file indicato
1839 da \param{pathname}.
1841 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se l'accesso è consentito, -1 se l'accesso non
1842 è consentito ed in caso di errore; nel qual caso la variabile \var{errno}
1845 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
1846 \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
1847 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
1848 \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
1849 un filesystem montato in sola lettura.
1851 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1852 \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}.}
1855 I valori possibili per l'argomento \param{mode} sono esprimibili come
1856 combinazione delle costanti numeriche riportate in
1857 \tabref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario delle stesse). I
1858 primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza del file, se si
1859 vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK}, o anche
1860 direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si riferisca ad un
1861 link simbolico, questo viene seguito ed il controllo è fatto sul file a cui
1862 esso fa riferimento.
1864 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
1865 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
1866 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
1867 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
1868 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
1869 contrario (o di errore) ritorna -1.
1873 \begin{tabular}{|c|l|}
1875 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
1878 \const{R\_OK} & verifica il permesso di lettura \\
1879 \const{W\_OK} & verifica il permesso di scritture \\
1880 \const{X\_OK} & verifica il permesso di esecuzione \\
1881 \const{F\_OK} & verifica l'esistenza del file \\
1884 \caption{Valori possibile per l'argomento \param{mode} della funzione
1886 \label{tab:file_access_mode_val}
1889 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
1890 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
1891 l'uso del \acr{suid} bit) che vuole controllare se l'utente originale ha i
1892 permessi per accedere ad un certo file.
1895 \subsection{Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod}}
1896 \label{sec:file_chmod}
1898 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
1899 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
1900 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
1902 \headdecl{sys/types.h}
1903 \headdecl{sys/stat.h}
1905 \funcdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)} Cambia i permessi del
1906 file indicato da \param{path} al valore indicato da \param{mode}.
1908 \funcdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)} Analoga alla precedente, ma usa
1909 il file descriptor \param{fd} per indicare il file.
1911 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
1912 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
1914 \item[\errcode{EPERM}] L'userid effettivo non corrisponde a quello del
1915 proprietario del file o non è zero.
1916 \item[\errcode{EROFS}] Il file è su un filesystem in sola lettura.
1918 ed inoltre \errval{EIO}; \func{chmod} restituisce anche \errval{EFAULT},
1919 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
1920 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchmod} anche \errval{EBADF}.}
1923 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
1924 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
1925 \tabref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi sui
1931 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
1933 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1936 \const{S\_ISUID} & 04000 & set user ID \\
1937 \const{S\_ISGID} & 02000 & set group ID \\
1938 \const{S\_ISVTX} & 01000 & sticky bit \\
1940 \const{S\_IRWXU} & 00700 & l'utente ha tutti i permessi \\
1941 \const{S\_IRUSR} & 00400 & l'utente ha il permesso di lettura \\
1942 \const{S\_IWUSR} & 00200 & l'utente ha il permesso di scrittura \\
1943 \const{S\_IXUSR} & 00100 & l'utente ha il permesso di esecuzione \\
1945 \const{S\_IRWXG} & 00070 & il gruppo ha tutti i permessi \\
1946 \const{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha il permesso di lettura \\
1947 \const{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha il permesso di scrittura \\
1948 \const{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha il permesso di esecuzione \\
1950 \const{S\_IRWXO} & 00007 & gli altri hanno tutti i permessi \\
1951 \const{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno il permesso di lettura \\
1952 \const{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno il permesso di scrittura \\
1953 \const{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno il permesso di esecuzione \\
1956 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
1957 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
1958 \label{tab:file_permission_const}
1961 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
1962 in \tabref{tab:file_permission_const}. Il valore di \param{mode} può essere
1963 ottenuto combinando fra loro con un OR binario le costanti simboliche relative
1964 ai vari bit, o specificato direttamente, come per l'omonimo comando di shell,
1965 con un valore numerico (la shell lo vuole in ottale, dato che i bit dei
1966 permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si può calcolare direttamente
1967 usando lo schema si utilizzo dei bit illustrato in \figref{fig:file_perm_bit}.
1969 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
1970 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
1971 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
1972 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
1973 bit \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
1975 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
1976 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
1977 funzioni infatti è possibile solo se l'userid effettivo del processo
1978 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
1979 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
1981 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
1982 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
1983 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
1984 in particolare accade che:
1986 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \textit{sticky bit}, se
1987 l'userid effettivo del processo non è zero esso viene automaticamente
1988 cancellato (senza notifica di errore) qualora sia stato indicato in
1990 \item per quanto detto in \secref{sec:file_ownership} riguardo la creazione
1991 dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un processo è
1992 assegnato a un gruppo per il quale il processo non ha privilegi. Per evitare
1993 che si possa assegnare il bit \acr{sgid} ad un file appartenente a un gruppo
1994 per cui non si hanno diritti, questo viene automaticamente cancellato da
1995 \param{mode} (senza notifica di errore) qualora il gruppo del file non
1996 corrisponda a quelli associati al processo (la cosa non avviene quando
1997 l'userid effettivo del processo è zero).
2000 Per alcuni filesystem\footnote{il filesystem \acr{ext2} supporta questa
2001 caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista una ulteriore
2002 misura di sicurezza, volta a scongiurare l'abuso dei bit \acr{suid} e
2003 \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi bit dai
2004 permessi di un file qualora un processo che non appartenga all'amministratore
2005 effettui una scrittura. In questo modo anche se un utente malizioso scopre un
2006 file \acr{suid} su cui può scrivere, un'eventuale modifica comporterà la
2007 perdita di questo privilegio.
2009 \subsection{La funzione \func{umask}}
2010 \label{sec:file_umask}
2012 Oltre che dai valori indicati in sede di creazione, i permessi assegnati ai
2013 nuovi file sono controllati anche da una maschera di bit impostata con la
2014 funzione \func{umask}, il cui prototipo è:
2015 \begin{prototype}{stat.h}
2016 {mode\_t umask(mode\_t mask)}
2018 Imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato da \param{mask}
2019 (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi).
2021 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente valore della maschera. È una
2022 delle poche funzioni che non restituisce codici di errore.}
2025 Questa maschera è una caratteristica di ogni processo\footnote{è infatti
2026 contenuta nel campo \param{umask} di \struct{fs\_struct}, vedi
2027 \figref{fig:proc_task_struct}.} e viene utilizzata per impedire che alcuni
2028 permessi possano essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I bit
2029 indicati nella maschera vengono infatti esclusi quando un nuovo file viene
2032 In genere questa maschera serve per impostare un valore predefinito dei
2033 permessi che ne escluda alcuni (usualmente quello di scrittura per il gruppo e
2034 gli altri, corrispondente ad un valore di $022$). Essa è utile perché le
2035 routine dell'interfaccia ANSI C degli stream non prevedono l'esistenza dei
2036 permessi, e pertanto tutti i nuovi file vengono sempre creati con un valore di
2037 $666$ (cioè permessi di lettura e scrittura per tutti, si veda
2038 \tabref{tab:file_permission_const} per un confronto); in questo modo è
2039 possibile cancellare automaticamente i permessi non voluti, senza doverlo fare
2042 In genere il valore di \func{umask} viene stabilito una volta per tutte al
2043 login a $022$, e di norma gli utenti non hanno motivi per modificarlo. Se però
2044 si vuole che un processo possa creare un file che chiunque possa leggere
2045 allora occorrerà cambiare il valore di \func{umask}.
2048 \subsection{Le funzioni \func{chown}, \func{fchown} e \func{lchown}}
2049 \label{sec:file_chown}
2051 Come per i permessi, il sistema fornisce anche delle funzioni che permettano
2052 di cambiare utente e gruppo cui il file appartiene; le funzioni in questione
2053 sono tre: \funcd{chown}, \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, ed i loro prototipi
2056 \headdecl{sys/types.h}
2057 \headdecl{sys/stat.h}
2059 \funcdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
2060 \funcdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
2061 \funcdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
2063 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
2064 specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}.
2066 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
2067 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2069 \item[\errcode{EPERM}] L'userid effettivo non corrisponde a quello del
2070 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
2072 Oltre a questi entrambe restituiscono gli errori \errval{EROFS} e
2073 \errval{EIO}; \func{chown} restituisce anche \errval{EFAULT},
2074 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
2075 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchown} anche \errval{EBADF}.}
2078 In Linux soltanto l'amministratore può cambiare il proprietario di un file,
2079 seguendo la semantica di BSD che non consente agli utenti di assegnare i loro
2080 file ad altri (per evitare eventuali aggiramenti delle quote).
2081 L'amministratore può cambiare il gruppo di un file, il proprietario può
2082 cambiare il gruppo dei file che gli appartengono solo se il nuovo gruppo è il
2083 suo gruppo primario o uno dei gruppi a cui appartiene.
2085 La funzione \func{chown} segue i link simbolici, per operare direttamente su
2086 un link simbolico si deve usare la funzione \func{lchown}.\footnote{fino alla
2087 versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non seguiva i link simbolici, da
2088 allora questo comportamento è stato assegnato alla funzione \func{lchown},
2089 introdotta per l'occasione, ed è stata creata una nuova system call per
2090 \func{chown} che seguisse i link simbolici.} La funzione \func{fchown} opera
2091 su un file aperto, essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX.
2092 Un'altra estensione rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come
2093 valore per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
2095 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
2096 privilegi di root entrambi i bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono
2097 cancellati. Questo non avviene per il bit \acr{sgid} nel caso in cui esso
2098 sia usato (in assenza del corrispondente permesso di esecuzione) per indicare
2099 che per il file è attivo il \textit{mandatory locking}.
2101 %La struttura fondamentale che contiene i dati essenziali relativi ai file è il
2102 %cosiddetto \textit{inode}; questo conterrà informazioni come il
2103 %tipo di file (file di dispositivo, directory, file di dati, per un elenco
2104 %completo vedi \ntab), i permessi (vedi \secref{sec:file_perms}), le date (vedi
2105 %\secref{sec:file_times}).
2108 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
2109 \label{sec:file_riepilogo}
2111 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni ed
2112 il significato dei singoli bit dei permessi sui file, vale la pena fare un
2113 riepilogo in cui si riassumono le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo
2114 da poter fornire un quadro d'insieme.
2116 In \tabref{tab:file_fileperm_bits} si sono riassunti gli effetti dei vari bit
2117 per un file; per quanto riguarda l'applicazione dei permessi per proprietario,
2118 gruppo ed altri si ricordi quanto illustrato in
2119 \secref{sec:file_perm_overview}. Si rammenti che il valore dei permessi non ha
2120 alcun effetto qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
2125 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
2127 \multicolumn{3}{|c|}{}&
2128 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
2129 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
2130 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
2131 \multirow{2}{*}{\textbf{Operazioni possibili}} \\
2133 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
2136 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del propritario\\
2137 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del gruppo propritario\\
2138 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \textit{mandatory locking} è abilitato\\
2139 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato\\
2140 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il proprietario\\
2141 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo proprietario\\
2142 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri\\
2143 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il proprietario\\
2144 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo proprietario\\
2145 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri \\
2146 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di esecuzione per il proprietario\\
2147 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di esecuzione per il gruppo proprietario\\
2148 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri\\
2151 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
2153 \label{tab:file_fileperm_bits}
2156 Per compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \acr{suid},
2157 \acr{sgid} e \acr{stiky} con la notazione illustrata anche in
2158 \figref{fig:file_perm_bit}.
2160 In \tabref{tab:file_dirperm_bits} si sono invece riassunti gli effetti dei
2161 vari bit dei permessi per una directory; anche in questo caso si sono
2162 specificati i bit di \acr{suid}, \acr{sgid} e \acr{stiky} con la notazione
2163 compatta illustrata in \figref{fig:file_perm_bit}.
2168 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
2170 \multicolumn{3}{|c|}{}&
2171 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
2172 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
2173 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
2174 \multirow{2}{*}{\textbf{Operazioni possibili}} \\
2176 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
2179 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato\\
2180 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo proprietario ai nuovi file creati\\
2181 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Limita l'accesso in scrittura dei file nella directory\\
2182 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il proprietario\\
2183 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo proprietario\\
2184 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri\\
2185 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il proprietario\\
2186 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo proprietario\\
2187 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri \\
2188 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di attraversamento per il proprietario\\
2189 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di attraversamento per il gruppo proprietario\\
2190 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri\\
2193 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per una
2195 \label{tab:file_dirperm_bits}
2198 Nelle tabelle si è indicato con $-$ il fatto che il valore degli altri bit non
2199 è influente rispetto a quanto indicato in ciascuna riga; l'operazione fa
2200 riferimento soltanto alla combinazione di bit per i quali il valore è
2201 riportato esplicitamente.
2204 \subsection{La funzione \func{chroot}}
2205 \label{sec:file_chroot}
2207 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
2208 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di acccesso di un
2209 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
2212 Come accennato in \secref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una directory
2213 di lavoro corrente, ha anche una directory radice,\footnote{entrambe sono
2214 contenute in due campi di \struct{fs\_struct}, vedi
2215 \figref{fig:proc_task_struct}.} che è la directory che per il processo
2216 costituisce la radice dell'albero dei file e rispetto alla quale vengono
2217 risolti i pathname assoluti (si ricordi quanto detto in
2218 \secref{sec:file_organization}). La radice viene eredidata dal padre per ogni
2219 processo figlio, e quindi di norma coincide con la \file{/} del sistema.
2221 In certe situazioni però per motivi di sicurezza non si vuole che un processo
2222 possa accedere a tutto il filesystem; per questo si può cambiare la directory
2223 radice con la funzione \func{chroot}, il cui prototipo è:
2224 \begin{prototype}{unistd.h}{int chroot(const char *path)}
2225 Cambia la directory radice del processo a quella specificata da
2228 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per
2229 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2231 \item[\errcode{EPERM}] L'userid effettivo del processo non è zero.
2233 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2234 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
2235 \errval{EROFS} e \errval{EIO}.}
2237 \noindent in questo modo la directory radice del processo diventerà
2238 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni pathname assoluto sarà
2239 risolto a partire da essa, rendendo impossibile accedere alla parte di albero
2240 sovrastante; si ha cioè quella che viene chiamata una \textit{chroot jail}.
2242 Solo l'amministratore può usare questa funzione, e la nuova radice, per quanto
2243 detto in \secref{sec:proc_fork}, sarà ereditata da tutti i processi figli. Si
2244 tenga presente che la funzione non cambia la directory di lavoro corrente, che
2245 potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot jail}.
2247 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace solo se dopo averla eseguita
2248 si cedono i privilegi di root. Infatti se in qualche modo il processo ha una
2249 directory di lavoro corrente fuori dalla \textit{chroot jail}, potrà comunque
2250 accedere a tutto il filesystem usando pathname relativi.
2252 Ma quando ad un processo restano i privilegi di root esso potrà sempre portare
2253 la directory di lavoro corrente fuori dalla \textit{chroot jail} creando una
2254 sottodirectory ed eseguendo una \func{chroot} su di essa. Per questo motivo
2255 l'uso di questa funzione non ha molto senso quando un processo necessita dei
2256 privilegi di root per le sue normali operazioni.
2258 Un caso tipico di uso di \func{chroot} è quello di un server ftp anonimo, in
2259 questo caso infatti si vuole che il server veda solo i file che deve
2260 trasferire, per cui in genere si esegue una \func{chroot} sulla directory che
2261 contiene i file. Si tenga presente però che in questo caso occorrerà
2262 replicare all'interno della \textit{chroot jail} tutti i file (in genere
2263 programmi e librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
2265 %%% Local Variables:
2267 %%% TeX-master: "gapil"